一种液流电池电极保护结构及保护方法与流程

1.本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种液流电池电极保护结构、包括该电极保护结构的复合双极板和液流电池，以及电极保护方法。


背景技术：

2.液流电池是一种电化学储能系统，能将风电、光伏等电压波动型发电系统产生的电能转化为化学能而大规模存储，并经过特定的输出电路后以电压稳定的方式对外输出给用户或供应给电网系统。
3.液流电池为了将电解液均匀分配给各个电极，通常设有公共管道，但电解液进液口通常远比电极宽度小，因此电解液进入电极后会经过再分配过程，该方式存在以下问题：1、液流电池的电极，通常采用碳毡，是一种多孔电极材料，该电极材料上压损较大，会导致电极周边的电解液，由于与电极边缘有摩擦阻力，流速低于设计流速，当进行充放电的电化学反应时，较低的流速导致电极边缘位置的电解液粒子不足，发生不希望出现的电化学副反应如水电解反应等，产生破坏性的气体如氢气，氧气等，造成电极损害。2、在电极的电解液进液口附近，电解液流速较高，也容易对电极和与电极接触的双极板产生物理冲击，造成进液口处电极或者双极板的损坏。
4.为解决上述问题提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明第一方面提供一种液流电池电极保护结构，其包括电极1和保护膜2，所述电极1的至少一侧贴合有所述保护膜2，且所述保护膜2从所述电极1边缘向所述电极1中心延伸。也就是说，所述电极1可以仅有一侧贴有保护膜2，也可以两侧均贴有保护膜2。另外，可以将粘贴有所述保护膜2的所述电极1作为复合电极直接使用。
6.优选地，当所述电极1仅有一侧贴合有所述保护膜2时，所述保护膜2可以位于所述电极1靠近双极板3的一侧，也可以位于所述电极1远离双极板3的一侧。更优选地，所述保护膜2位于所述电极1靠近双极板3的一侧。
7.优选地，所述保护膜2从所述电极1边缘向所述电极1中心延伸0-20mm，且不为0。
8.优选地，所述保护膜2的厚度为0.01-1mm，且不为0。
9.优选地，所述保护膜2选自pvc，pp，abs中一种或几种。
10.优选地，所述保护膜2通过胶粘接方式固定在所述电极1上。
11.本发明第二方面提供一种用于液流电池的复合双极板，其包括双极板3和本发明第一方面所述的电极保护结构。
12.本发明第三方面提供一种液流电池，其包括本发明第二方面所述的复合双极板。
13.本发明第四方面提供一种液流电池电极保护方法，在电极1一侧的表面上设置保护膜2，并使所述保护膜2从所述电极1边缘向所述电极1中心延伸。
14.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
15.1、本发明在电极1边缘设置一层与所述电极1贴合的保护膜2，该保护膜2有两个作用：第一，保护电极的边缘区域，以防止该区域由于发生不希望的副反应而遭受的损坏。第二，可以避免电解液进液口附近，由于电解液流速较高，对电极和与电极接触的双极板产生物理冲击。在液流电池中双极板的尺寸要大于电极的尺寸，而本发明的保护膜位于电极的边缘，也就是说其设置在电极上，并不是设置在双极板的边缘，这样设置正是因为本发明意识到的两个问题，电极的边缘流速不足和电解液入口流速过快会对电极造成损坏，而本发明在电极上设置保护膜就可以很好的解决上述问题。
16.2、本发明所述保护膜2从所述电极1边缘向所述电极1中心延伸0-20mm，该保护膜2宽度的设计取决于电解液流速不足区域的宽度，本发明将保护膜2宽度设置为0-20mm，可以在对电极起到双重保护的前提下尽可能的保留更多的电极可通电区域，以避免电极成本的浪费。
附图说明
17.图1为流速不足区域示意图，图中边缘绿色和蓝色区域(非红色区域)表示低于设计流速，该区域易发生副反应。
18.图2为流速过高区域示意图，图中绿色区域(非蓝色区域)表示超出设计流速50％以上，该区域易发生物理破坏。
19.图3为电极保护结构示意图。
20.图4为电极保护结构剖面图。
21.图5为复合双极版结构示意图。
22.附图标记在附图说明中的名称：1-电极、2-保护膜、3-双极板。
具体实施方式
23.下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
24.本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
25.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。
26.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连
接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
29.如图1，流速不足区域示意图，图中边缘绿色和蓝色区域(非红色区域)表示低于设计流速，该区域易发生副反应。当进行充放电的电化学反应时，较低的流速导致电极边缘位置的电解液粒子不足，发生不希望出现的电化学副反应如水电解反应等，产生破坏性的气体如氢气，氧气等，造成电极损害。
30.如图2，流速过高区域示意图，图中绿色区域(非蓝色区域)表示超出设计流速50％以上，也容易对电极和与电极接触的双极板产生物理冲击，造成进液口处电极或者双极板的损坏。
31.如图3-4，电极保护结构示意图和剖面图，本实施例液流电池电极保护结构，其包括电极1和保护膜2，所述保护膜2贴合于所述电极1上，且从所述电极1边缘向所述电极1中心延伸。
32.所述保护膜2位于所述电极1靠近双极板3的一侧。
33.所述保护膜2从所述电极1边缘向所述电极1中心延伸10mm。
34.所述保护膜2的厚度为0.02mm。
35.所述保护膜2选自pvc。
36.所述保护膜2通过胶粘接方式固定在所述电极1上。
37.本实施例在电极1边缘设置一层与所述电极1贴合的保护膜2，该保护膜2有两个作用：第一，保护电极的边缘区域，以防止该区域由于发生不希望的副反应而遭受的损坏。第二，可以避免电解液进液口附近，由于电解液流速较高，对电极和与电极接触的双极板产生物理冲击。
38.如图5，复合双极版结构示意图，在液流电池中双极板的尺寸要大于电极的尺寸，而本发明的保护膜位于电极的边缘，也就是说其设置在电极上，并不是设置在双极板的边缘，这样设置正是因为本发明意识到的两个问题，电极的边缘流速不足和电解液入口流速过快会对电极造成损坏，而本发明在电极上设置保护膜就可以很好的解决上述问题。

技术特征：
1.一种液流电池电极保护结构，其特征在于，其包括电极(1)和保护膜(2)，所述电极(1)的至少一侧贴合有所述保护膜(2)，且所述保护膜(2)从所述电极(1)边缘向所述电极(1)中心延伸。2.根据权利要求1所述的电极保护结构，其特征在于，当所述电极(1)的一侧贴合有所述保护膜(2)时，所述保护膜(2)位于所述电极(1)靠近双极板(3)的一侧。3.根据权利要求1所述的电极保护结构，其特征在于，所述保护膜(2)从所述电极(1)边缘向所述电极(1)中心延伸0-20mm，且不为0。4.根据权利要求1所述的电极保护结构，其特征在于，所述保护膜(2)的厚度为0.01-1mm，且不为0。5.根据权利要求1所述的电极保护结构，其特征在于，所述保护膜(2)选自pvc，pp，abs中一种或几种。6.根据权利要求1所述的电极保护结构，其特征在于，所述保护膜(2)通过胶粘接方式固定在所述电极(1)上。7.一种用于液流电池的复合双极板，其特征在于，其包括双极板(3)和权利要求1-5任一项所述的电极保护结构。8.一种液流电池，其特征在于，其包括权利要求7所述的复合双极板。9.一种液流电池电极保护方法，其特征在于，在电极(1)一侧的表面上设置保护膜(2)，并使所述保护膜(2)从所述电极(1)边缘向所述电极(1)中心延伸。

技术总结
本发明属于电化学技术领域，公开一种液流电池电极保护结构和保护方法。液流电池电极保护结构包括电极(1)和保护膜(2)，所述电极(1)的至少一侧贴合有所述保护膜(2)，且所述保护膜(2)从所述电极(1)边缘向所述电极(1)中心延伸。本发明在电极(1)边缘设置一层与所述电极(1)贴合的保护膜(2)，该保护膜(2)可以起到两个作用：第一，保护电极的边缘区域，以防止该区域由于发生不希望的副反应而遭受的损坏。第二，可以避免电解液进液口附近，由于电解液流速较高，对电极和与电极接触的双极板产生物理冲击。冲击。冲击。


技术研发人员：于健飞 艾宁 冷广州
受保护的技术使用者：北京绿钒新能源科技有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/4